基于存儲虛擬化技術的雙活存儲系統設計與實現探討

◆侍天航

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基于存儲虛擬化技術的雙活存儲系統設計與實現探討

◆侍天航

（合肥鑫晟光電科技有限公司 安徽 230012）

信息系統數據量不斷擴充，數據安全的問題如今變得尤為突出，制造型集團企業對于信息的安全性要求越來越高，制造型集團企業的一般備份方式是本地備份和異地備份結合的方式，本地備份能夠幫助系統信息快速恢復，但是如果遇到停電、火災等不可抗力因素影響，就會功虧一簣。異地備份能夠徹底防止因上述不可抗力因素的發生影響備份的內容，但是異地備份會使災備中心的資源閑置浪費，綜上所述，兩種方式都不能達到可靠安全的效果。本文主要介紹了存儲的虛擬化技術，然后提出了雙活數據中心的設計方案。該方案設計了該技術分階段實施的具體計劃，完成了系統的集合，結合存儲的虛擬化技術，形成了雙活存儲系統。

存儲；虛擬化；設計；雙活

1 相關技術理論支持

1.1 雙活數據中心技術

雙活數據中心是兩個數據中心共同存儲，同時對外服務，自身具有故障切換和業務負載均衡的能力。雙活數據中心的技術特點是：實現資源共享，減少資源浪費，保證業務水平的連續性。傳統的災備數據中心是備用的狀態，但是雙活數據中心的雙中心是對外開放的，能夠實現資源的有效利用。

雙活數據中心由3部分組成：數據復制、網絡切換和應用接管，具體包含網絡雙活以及存儲雙活和服務器雙活、數據庫雙活等等部分。圖1為雙活數據中心的框架。

圖1 雙活數據中心的框架

存儲雙活是在雙活數據中心的核心基礎，允許兩個數據中心的存儲系統讀寫。儲蓄雙活具有安全和可共享的特點，在兩個數據中心之間首先同步，保證數據不丟失。共享是提供能夠被兩個服務器同時訪問的共享存儲資源系統，從而支持服務器的應用。

應用系統雙活是數據中心的目標，如果數據中心發生故障的時候，能夠自動切換到另外一個數據中心，這樣可以讓用戶感受到流暢的體驗，應用雙活技術主要有遠程集群技術、服務器虛擬化技術，利用中間部件的服務器安置在雙活服務器資源池中實現。

1.2 存儲虛擬化技術

存儲的虛擬化把物理存儲形成一個虛擬的邏輯池，讓用戶對存儲進行操作。存儲虛擬化技術能夠實現統一管理和備份的功能。首先，統一管理是指存儲虛擬化的設備能夠把磁盤分別羅列成不同的磁盤隊列，方便維護和日常管理，不需要學習很多品牌的存儲設備方式，等到形成固定的資源池后就可以提高資源的利用效率，避免浪費。其次，存儲的虛擬化技術能夠用卷鏡像技術實現數據同步，在兩臺設備上虛擬化為一個卷，服務器讀寫的是卷，存儲虛擬化把數據讀進兩個存儲設備，當其中的一個存儲設備發生故障的時候，另外一個設備的虛擬卷仍然可以保持正常運行，如果設備的問題徹底解決，存儲的虛擬化設備就會把數據同步到已經修復的設備，從而讓服務器感覺不到故障。存儲虛擬化設備通過多節點控制器來滿足可用率高的特點，服務器能夠通過存儲的虛擬化設備節點來訪問共享卷，存儲虛擬化設備的節點發生故障時，其他節點仍然可以繼續服務。每個數據中心會有一個存儲的虛擬化設備，每臺設備會有兩個節點，整個存儲系統總共有4個節點，即使其他節點出現故障，只要這4者中的任一個能夠正常運行，服務器就能夠正常訪問存儲設備。

2 雙活存儲系統的設計

2.1 雙活存儲系統實施的風險分析

項目實施過程前，因為要在機房內安置新的設備，可能面臨的項目風險有：人員誤操作觸電、機房設備損壞、以及其他設備或系統損壞。實施的對策如下：在物品的采購時首先提出應滿足的審核條件，保證采購的設備是能夠滿足超高壓的輸電公司信息系統框架條件，同時在運輸和安裝過程中應該保證施工人員的安全，防止機房中出現觸電問題。在實施前提前制定好應急方案和預備方案，由項目組提前驗收，安排工作日程，項目組的相關人員提前進行評審和調研審核后，才能夠保證項目工作的成功實施。在項目實施中，應該安排人員現場共同完成工作，保證出現問題的時候能夠及時解決。

2.2 雙活存儲系統的方案設計

雙活存儲的框架本身具有方便管理的特點，存儲的虛擬化設備進行充分部署，然后在兩個數據中心讀寫鏡像的存儲卷，存儲系統的結構顯得過于繁雜，但是使用雙活存儲系統，如果其中一個發生故障，另外一個數據中心的設備也能夠繼續服務，大大增加了設備安全運行的可能性。服務器的讀寫和存儲數據的要求會有限請求安置在數據中心的存儲虛擬化設備，沒有必要對另外一個數據中心的存儲虛擬化設備進行研究，設備的性能較為齊全。

讀I/O的主要流程有四步：鏡像卷先收到讀請求；鏡像卷在同一個數據中心的隊列中的鏡像數據盤讀取數據；磁盤隊列中的鏡像數據盤返回到數據存儲虛擬化設備；最后存儲虛擬化設備的鏡像重新輸回服務器。

寫I/O的過程也分為4步：首先鏡像卷收到寫的請求，其次鏡像卷把寫請求復制分別把兩份發放到不同的磁盤陣列上的鏡像數據盤，然后在磁盤陣列的兩個鏡像的數據盤都返回從而完成寫的操作，最后存儲的虛擬化設備的鏡像卷返回后通過編寫I/O的操作完成到服務器。具體操作如圖2所示：

圖2 具體操作

2.3 實驗方案的結果效益分析

雙活存儲系統是給制造型集團企業系統提供的基礎設施，能夠確保企業的資產管理和財務管理以及人力管理系統的正常運作，通過存儲的虛擬化技術整合制造型集團企業目前的存儲資源，能夠將資源按照需求重新調配，這樣能夠實現資源的有效利用，實現不同機房之間的資源共享，節省資源成本，加快資源的快速分配速度，降低成本利用率。存儲的虛擬化技術能夠從根本上實現系統的穩定可靠以及數據的安全，有效地規避了數據丟失的可能性，提高系統的穩定運行，避免帶給用戶不好的感知。

3 結語

信息系統數據量不斷擴充，數據安全的問題如今變得尤為突出，制造型集團企業對于信息的安全性要求越來越高，本文主要介紹了存儲的虛擬化技術，然后提出了雙活數據中心的設計方案。設計了該技術分階段實施的具體計劃，完成了系統的集合，探討了施工過程中的難點，結合存儲的虛擬化技術，形成了雙活存儲系統。

應用系統雙活是數據中心的目標，如果數據中心發生故障的時候，能夠自動切換到另外一個數據中心，這樣可以讓用戶感受到流暢的體驗，應用雙活技術主要有遠程集群技術、服務器虛擬化技術，利用中間部件的服務器安置在雙活服務器資源池中實現。本文主要是結合制造型集團企業的數據中心情況進行分析，介紹了詳細的技術方案，引入存儲的虛擬化技術，形成雙活存儲系統，實現服務器的雙活和應用系統雙活。本文中主要是對雙活存儲系統方案進行方案設計，選擇分階段的實施計劃，從而實現系統集成。數據的存儲虛擬化技術和服務器的虛擬技術結合后，建成了跨機房的共享資源池。同時對系統進行測試和檢驗，得出了雙活存儲系統可利用率高、能夠資源共享的特點。

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